流媒體的核心在于流式傳輸技術(shù)。流，在《說文解字》里的意思為“流，水行也”，也就是說，水運(yùn)動的方式為“流”。因此，流式傳輸技術(shù)就是指讓互聯(lián)網(wǎng)的信息表現(xiàn)形式如同水流一樣傳輸?shù)募夹g(shù)。水流的特點(diǎn)是什么呢？源源不斷，“逝者如斯，不舍晝夜”。傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)上的媒體是以包的方式由服務(wù)器向客戶端進(jìn)行傳輸?shù)模襟w內(nèi)容先進(jìn)行拆包，分發(fā)到各個路由器上，傳輸?shù)浇K端后再按照規(guī)則合并，這就造成了無法形成“源源不斷”的播放。因此，人們想出了應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)的流式傳輸技術(shù)，在這個技術(shù)中定義了專門的規(guī)則協(xié)議、文件格式和服務(wù)器，通過這些規(guī)則協(xié)議來保證媒體傳輸?shù)摹霸丛床粩唷薄?/SPAN>

這里，為了方便讀者理解，可以用一個很有意思的比方來解釋流式傳輸與分組傳輸?shù)膮^(qū)別，即當(dāng)前國際上的石油運(yùn)輸：傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)就好比將石油輸出國的石油分包到一艘艘油輪，然后經(jīng)過航道(航道就代表了互聯(lián)網(wǎng)絡(luò))運(yùn)送到用油國家的港口，之后再卸貨運(yùn)送到精煉廠或儲油廠；而流式技術(shù)則是在兩個國家之間建立一條輸油管，這樣石油就可以“源源不斷”流向用油國家(管道中間的關(guān)鍵控制開關(guān)以及石油精煉廠、儲油廠等設(shè)施就好比協(xié)議和服務(wù)器等要素)。流式傳輸技術(shù)存在兩種實(shí)現(xiàn)方法：順序流傳輸、實(shí)時流傳輸。

一、順序流傳輸(Progressive Streaming)

順序流傳輸也稱漸進(jìn)流式傳輸，實(shí)際上是順序下載，并在下載文件的同時可讓用戶觀看在線媒體。這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式并不需要增加任何協(xié)議和新的服務(wù)器，而是沿用了互聯(lián)網(wǎng)的HTTP服務(wù)器及Web服務(wù)器，利用了現(xiàn)存的基礎(chǔ)設(shè)施。其與完全下載后播放的差別在于客戶端播放器的運(yùn)作，順序流傳輸可以在下載的同時啟動播放器播放媒體。由于標(biāo)準(zhǔn)的HTTP服務(wù)器可發(fā)送這種形式的文件，也不需要其他特殊協(xié)議，因此它經(jīng)常被稱做HTTP流式傳輸。因此，這種流式傳輸技術(shù)并沒有對傳輸通道和傳輸協(xié)議做改動，而只是在末端采用了漸進(jìn)下載播放的功能，從用戶角度看上去好像實(shí)現(xiàn)了“流”的感覺，而實(shí)際上傳輸機(jī)制并未實(shí)現(xiàn)真正意義的“源源不斷”。

因此順序流傳輸?shù)膯栴}自然浮出水面，其表現(xiàn)詳見下表1中的三個方面。于是，技術(shù)設(shè)計師們會自然而然地想到了一個新的問題：能否在互聯(lián)網(wǎng)上采用新的辦法來真正實(shí)現(xiàn)“流”的傳輸，以提供給用戶真實(shí)的“流”的感受？21世紀(jì)初，3個重量級公司Microsoft、Apple和Real Networks設(shè)計了構(gòu)思巧妙的實(shí)時流傳輸技術(shù)。

表1：順序流傳輸?shù)膯栴}表現(xiàn)

二、實(shí)時流傳輸(Realtime Streaming)

實(shí)時流傳輸通過采用一系列手段(協(xié)議、文件格式、服務(wù)器端)保證了媒體的實(shí)時性和連續(xù)性。實(shí)時流與順序流傳輸不同，它需要專用的流媒體服務(wù)器與傳輸協(xié)議。

1、流媒體服務(wù)器

流媒體服務(wù)器比當(dāng)前普遍使用的Web服務(wù)器更熟悉流媒體的特點(diǎn)，擁有符合流媒體特點(diǎn)的技術(shù)，采用適合流媒體特點(diǎn)的協(xié)議。這就好比一個飯店原來由魯菜廚師掌勺，但是發(fā)現(xiàn)顧客愛吃麻辣口味，初期可以讓魯菜廚師先做川菜，但是這種做法往往不能滿足顧客的胃口(魚香肉絲做出了京醬肉絲的味道)，因此必須再聘請一個川菜師傅才能讓顧客滿意，因?yàn)榇ú藥煾高@個“服務(wù)器”擁有符合麻辣口味的技術(shù)。

流媒體服務(wù)器具備采用多種應(yīng)用層協(xié)議(OSI的第4層)的能力，特別是可以使用UDP(用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議)之類的協(xié)議，這樣便能極大提高流的體驗(yàn)。UDP與TCP的差別在于，UDP是快速簡單的協(xié)議，不具有重傳和數(shù)據(jù)速率管理能力，不能恢復(fù)丟失的數(shù)據(jù)，也不能應(yīng)付可變數(shù)據(jù)速率通道。但是對于實(shí)時的音頻視頻數(shù)據(jù)而言，其特點(diǎn)在于可以容忍一些數(shù)據(jù)丟失，因此采用針對這樣特點(diǎn)的UDP協(xié)議可以通過犧牲無關(guān)緊要的包來實(shí)現(xiàn)傳輸?shù)倪B貫。(相反，TCP協(xié)議在數(shù)據(jù)重傳和數(shù)據(jù)管理方面的能力就很強(qiáng)，這讓我們想到了“塞翁失馬”的故事。)

2、流媒體相關(guān)協(xié)議

同時，流媒體服務(wù)器采用了專門為流式傳輸所建立的RTP、RTCP、RTSP和RSVP協(xié)議，這些協(xié)議保證了傳輸?shù)囊纛l視頻數(shù)據(jù)與傳輸控制信息分別遵守各自對應(yīng)的協(xié)議，并做到了對帶寬的匹配，同時為客戶端提供了控制能力(快進(jìn)、快倒、跳至某段、暫停)。下述協(xié)議的分層如圖1所示。

圖1：流媒體協(xié)議分層

1）實(shí)時傳輸協(xié)議(RTP)

RTP (Real-time Transport Protocol)是在Internet上針對多媒體數(shù)據(jù)流的一種傳輸協(xié)議，工作于一對一或一對多的傳輸情況，可提供時間信息和實(shí)現(xiàn)流同步。RTP與HTTP和FTP等一樣都位于應(yīng)用層。RTP與HTTP最大的不同在于RTP是基于UDP的應(yīng)用層協(xié)議。RTP并不將整個媒體文件下載到客戶端，而是在經(jīng)過初始會話和數(shù)據(jù)緩存延遲之后，以事先協(xié)商好的速率播送數(shù)據(jù)流。一旦播放器播放完數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)就會被丟棄，這樣本地硬盤中并沒有文件保留，當(dāng)用戶需要再次收看時，只好再和服務(wù)器請求協(xié)商。RTP只保證數(shù)據(jù)傳輸，其他諸如擁塞控制、流量控制等傳輸保障一概不管，由此需要再引入RTCP來進(jìn)行控制。這種設(shè)計與當(dāng)前通信融合中的控制與承載相分離頗有幾分相像。

2）實(shí)時傳輸控制協(xié)議(RTCP)

在RTP會話期間，流媒體服務(wù)器對基于UDP的RTP協(xié)議并不放心，萬一丟包太多造成質(zhì)量嚴(yán)重惡化就會無計可施。于是設(shè)置了RTCP協(xié)議來協(xié)助RTP以提供流量控制和擁塞控制服務(wù)。RTCP讓網(wǎng)絡(luò)上的所有參與者周期性地傳送RTCP包，這些包中含有已發(fā)送數(shù)據(jù)包的數(shù)量、丟失數(shù)據(jù)包的數(shù)量等統(tǒng)計數(shù)據(jù)，流媒體服務(wù)器就可根據(jù)這些信息動態(tài)地改變傳輸速率和有效載荷類型。RTP與RTCP組合成搭檔，一個負(fù)責(zé)執(zhí)行，一個負(fù)責(zé)監(jiān)控，干活的竭盡全力，監(jiān)工的毫不懈怠，保證了傳輸流的源源不斷。

3）實(shí)時流協(xié)議(RTSP)

盡管設(shè)計了近乎完美的RTP/RTCP，但仍舊存在一些缺憾。RTP/RTCP確實(shí)保證了播放的“源源不斷”，但是流媒體內(nèi)容存在明顯的時間線（開始時間、結(jié)束時間、中間段時間），于是，用戶就存在控制所收看的內(nèi)容時序的愿望，他們想在收看開始時就知道故事的結(jié)局，還想快進(jìn)或慢進(jìn)來找到自己想要的內(nèi)容。而這些都是RTP/RTCP滿足不了的。于是Real Networks、Netscape又共同設(shè)計了RTSP (Real-time Streaming Protocol)。RTSP在體系結(jié)構(gòu)上位于RTP/RTCP之上，它使用TCP完成數(shù)據(jù)傳輸。RTSP做到雙向服務(wù)，在服務(wù)器與客戶端播放器之間傳遞請求和響應(yīng)。RTP/RTCP兩個協(xié)議可以把流媒體的內(nèi)容順利播放，RTSP則作為更高層的管理，保證了播放內(nèi)容的可控制性。

4）其他輔助協(xié)議：會話描述協(xié)議(SDP)和資源預(yù)留協(xié)議(RSVP)。

之所以稱為輔助協(xié)議，實(shí)際上這兩個協(xié)議對實(shí)現(xiàn)一個實(shí)時流媒體并不必要，但是針對特定的情景和問題這兩個協(xié)議會協(xié)助流媒體方便傳輸。SDP (Session Description Protocol)規(guī)定了對描述會話的必要信息進(jìn)行編碼的方法。SDP協(xié)議實(shí)際上更多地服務(wù)于“邀請類”業(yè)務(wù)(這類業(yè)務(wù)有時會用到流媒體技術(shù))。RSVP(Resource Reserve Protocol)是為了保障流媒體QoS而在互聯(lián)網(wǎng)傳輸層規(guī)定的協(xié)議，其根本作用是通過在每個傳輸流媒體的節(jié)點(diǎn)上預(yù)留資源而保證客戶側(cè)的實(shí)時“流”感受。

三、流媒體編碼格式

視頻業(yè)務(wù)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)形式是面向通道的，但是面向源的編碼格式是流媒體通道技術(shù)可以在互聯(lián)網(wǎng)及未來的3G網(wǎng)絡(luò)中得以廣泛使用的關(guān)鍵原因。視頻流媒體的編碼技術(shù)主要為：H.263、MPEG-4、H.264。實(shí)際上無論是ISO組織的MPEG還是ITU組織的H.26x，其編碼算法的根本思路都是通過對視頻圖像的分解和人工智能的開發(fā)而利用大量的壓縮技術(shù)、矢量分析技術(shù)進(jìn)行編碼壓縮。這樣，原先容量巨大的視頻文件才可能迅速變小，在有限帶寬的互聯(lián)網(wǎng)和3G網(wǎng)絡(luò)中才可能方便傳送。

四、流媒體播放器

流媒體播放器就是針對流媒體的客戶端。播放器的作用就是將壓縮文件解碼、呈現(xiàn)視頻和音頻(就是“播放”)，因此不同類型的播放器只能解適合自身類型格式的編碼。